(57)【要約】  【課題】  測定目的や波長範囲に応じて適切な波長で以て基準ゼロ調整を行うことにより、適切な基準の下での透過率又は吸光度測定を行う。  【解決手段】  ベースライン補正処理が開始されると、まず自動基準ゼロ調整処理の実行の要否をオペレータに問い（Ｓ１）、自動基準ゼロ調整処理の指示があった場合には所定波長範囲で波長走査を行いベースライン関数と受光エネルギーカーブとを同時に取得する（Ｓ２）。そのカーブからエネルギーが最大となる波長を探索し（Ｓ３）、その波長を設定して測光値を求め、基準ゼロ値を算出して記憶する（Ｓ４）。一方、自動基準ゼロ調整処理が指示されずに波長が指示されると（Ｓ５）、ベースライン関数の測定の後にその指示波長において基準ゼロ値の算出が実行され（Ｓ６〜Ｓ８）、波長の指示も為されないときにはベースライン関数の測定のみが実行される（Ｓ９）。【選択図】  図３
2005147811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源、分光器、及び光検出器を備え、所定の操作に応じて吸光度又はそれに相当する値を算出する際の基準となる基準ゼロの調整を行う機能を有する分光光度計において、
a)基準ゼロ調整を行う波長の自動設定又は手動による該波長の入力をオペレータが選択して指示するための入力手段と、
b)該入力手段により波長の自動設定が選択された場合に、前記分光器により所定波長範囲内で波長走査を実行して前記光検出器による検出信号に基づいて受光エネルギーカーブを取得し、該カーブに基づいて最適な波長を見い出す最適波長抽出手段と、
c)前記入力手段による指示に応じて、前記最適波長抽出手段により見い出された波長又は手動により入力された波長のいずれかとなるように前記分光器を設定し、その波長を有する光に対して前記光検出器により得られる信号に基づいて基準ゼロ値を算出する基準ゼロ値算出手段と、
を備えることを特徴とする分光光度計。
【請求項２】
前記最適波長抽出手段は、前記受光エネルギーカーブにおいて最大の受光エネルギーを与える波長を見い出すことを特徴とする請求項１に記載の分光光度計。
【請求項３】
前記基準ゼロの調整は、試料成分を含まない溶媒系のみの測定を実行してベースラインのレベルを決定するベースライン測定処理に関連して行われ、前記最適波長抽出手段は、ベースラインを測定するための波長走査の際に同時に受光エネルギーカーブの取得を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の分光光度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は分光光度計に関し、更に詳しくは、吸光度や透過率を算出する際の基準となる基準ゼロの調整を実行する基準ゼロ調整機能を有する分光光度計に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダブルビーム方式の紫外可視光分光光度計では、光源から発した光を分光器に導入して特定波長を有する単色光を取り出し、この単色光を回転セクタ鏡などにより試料側光束及び対照側光束の２光束に交互に振り分ける。各光束はそれぞれ試料セル及び対照セルを通過したあとに１個の光検出器に入射され、光電変換されて電気信号として取り出される。この電気信号を受けたデータ処理部は、試料セルに試料を導入する前後の試料側信号と対照側信号の比の変化から、吸光度や透過率などを計算する。こうした分光光度計では、分光器における波長設定を変更することによって、所定の波長範囲内の任意の波長における吸光度や透過率を求めることが可能であり、また所定波長範囲内で波長を順次変化させることで、吸光度スペクトルや透過率スペクトルを求めることも多い。
【０００３】
一般に、分光光度計内の光源、光検出器、及び他の光学素子などの特性は波長依存性を有しており、また、基準となる参照試料の特性にも波長依存性があるから、これらを考慮して測定結果であるスペクトルデータを適切に補正する必要がある。そこで、従来より分光光度計では、試料成分を含まない溶媒系のみに対するスキャン測定を実行して装置等の波長依存性を反映したベースライン関数を予め求めておき、このベースライン関数を利用して実際に測定対象である試料を測定したときに取得されたスペクトルデータを補正するという処理が行われる。こうした補正処理を例えばベースライン補正処理と呼ぶ。
【０００４】
一方、上述したように透過率や吸光度を計算する際には、試料導入前の試料側信号と対照側信号との比を基準とするため、或る波長での信号比に適当な係数を乗じて、吸光度０Ａｂｓ又は透過率１００％Ｔに校正する基準ゼロ調整も予め行われる。なお、基準ゼロ調整では吸光度０Ａｂｓに調整する場合と透過率１００％Ｔに調整する場合とがあるが、以下の説明では、理解を容易にするために０Ａｂｓに調整する場合についてのみ記載する。
【０００５】
上記のような基準ゼロ調整を行う際には、測光値ができるだけ安定した状態にあることが好ましい。何故なら、測光値が変動すると基準ゼロ調整のタイミングによって０Ａｂｓのレベルが変化し、それが試料測定時の測光値に基づく計算値に反映されて吸光度スペクトルや透過率スペクトルの誤差の主要な要因となるからである。こうした測光値の変動の主な要因は光検出器や増幅器などのアナログ電気回路系における雑音であるため、受光エネルギーが大きいほどこうした雑音の影響は相対的に軽減され、測光値の変動は小さくなる。こうしたことから、従来、受光エネルギーが最大となるような波長を見つけ、この波長において基準ゼロ調整を実行するような分光光度計が知られている（例えば特許文献１など参照）。
【０００６】
しかしながら、測定可能な波長範囲全体に亘ってスキャン測定を行いたいような場合には受光エネルギーが最大となる波長において基準ゼロ調整を行うのが好ましいことが多いが、より狭い特定の波長範囲でスキャン測定を行いたい場合、或いは、所定の１乃至複数の波長における測定を行いたいような場合には、上記のような方法では適切に基準ゼロ調整が行えないことがある。また、基準ゼロ調整は上記のようなペースライン補正処理を行った状態で行う必要があるが、従来の分光光度計では、オペレータはベースライン補正処理と基準ゼロ調整とに関する操作や指示を別々に行わなければならず、操作が煩雑で作業効率を低下させる一因となっている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１３１１３０号公報（段落００３１〜００３３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記問題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、測定の目的等に応じて適切に基準ゼロ調整を行うことにより測定結果の正確性を向上することができるとともに、こうした測定におけるオペレータの作業を軽減することができる分光光度計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために成された本発明は、光源、分光器、及び光検出器を備え、所定の操作に応じて吸光度又はそれに相当する値を算出する際の基準となる基準ゼロの調整を行う機能を有する分光光度計において、
a)基準ゼロ調整を行う波長の自動設定又は手動による該波長の入力をオペレータが選択して指示するための入力手段と、
b)該入力手段により波長の自動設定が選択された場合に、前記分光器により所定波長範囲内で波長走査を実行して前記光検出器による検出信号に基づいて受光エネルギーカーブを取得し、該カーブに基づいて最適な波長を見い出す最適波長抽出手段と、
c)前記入力手段による指示に応じて、前記最適波長抽出手段により見い出された波長又は手動により入力された波長のいずれかとなるように前記分光器を設定し、その波長を有する光に対して前記光検出器により得られる信号に基づいて基準ゼロ値を算出する基準ゼロ値算出手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１０】
本発明に係る分光光度計では、目的とする試料の測定に先立って基準ゼロ調整が行われるが、その際にオペレータは入力手段により、基準ゼロ調整を行う波長を自動設定とするか、或いは手動による設定とするのかを選択する。例えば波長値を入力操作することをもって手動設定の選択に代えてもよい。波長の自動設定が選択された場合、最適波長抽出手段は分光器により所定波長範囲内で波長走査を実行し、その波長走査において光検出器により得られる検出信号に基づいて受光エネルギーカーブを取得する。さらに、その受光エネルギーカーブに基づいて基準ゼロ調整に最適な波長を見い出す。一般的には、受光エネルギーカーブにおいて最大の受光エネルギーを与える波長を見い出すようにすればよい。これによって基準ゼロ調整を行うための波長が確定するから、基準ゼロ値算出手段は、入力手段による指示に応じて、上述したように最適波長抽出手段により見い出された波長又は手動により入力された波長のいずれかとなるように分光器を設定し、その波長を有する光に対して光検出器により得られる信号に基づいて基準ゼロ値を算出する。この際に１回の測光値のみでなく、複数回、測光値を取得して平均をとる等の適宜の演算処理を行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る分光光度計によれば、測定の目的や測定波長範囲に応じて、オペレータが自ら基準ゼロ調整を実行する波長を指定することもでき、そうでない場合には、最適又はそれに近い測定状態が達成できるような波長が自動的に設定されて基準ゼロ調整が実行される。したがって、適切に基準ゼロ調整を行った状態で吸光度や透過率を高い精度で測定することができる。
【００１２】
なお、本発明に係る分光光度計において、基準ゼロの調整は、試料成分を含まない溶媒系のみの測定を実行してベースラインのレベルを決定するベースライン測定処理に関連して行われ、上記最適波長抽出手段は、ベースラインを測定するための波長走査の際に同時に受光エネルギーカーブの取得を行う構成とすることが好ましい。この構成によれば、ベースライン補正処理と同時に基準ゼロ調整処理が行われるので、オペレータが行うべき操作を簡略化できる。また、基準ゼロ調整を行っていない状態で測定を行うことを防止するのにも有益である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る分光光度計の一実施例について、図面を参照して説明する。図１は本実施例によるダブルビーム方式の分光光度計の概略構成図である。
【００１４】
測光部１において、ＷＩランプ等の光源２から発した光は分光器３に入射され、ここで所望の波長を有する単色光が取り出される。この単色光は例えばセクタ鏡を含む光束分割部４に送られ、ここで試料側光束ＬＳと対照側光束ＬＲとの２光束に分割される。また、光束分割部４には光の遮蔽部が設けられており、試料側光束ＬＳ及び対照側光束ＬＲの発生期間と交互に遮光期間が発生するようにしている。試料側光束ＬＳは試料セル５に照射され、試料セル５を通過した光は光束合一部７を介して光検出器８に送られる。他方、対照側光束ＬＲは対照セル６に照射され、対照セル６を通過した光は光束合一部７を介して光検出器８に送られる。
【００１５】
光検出器８による検出信号はアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１０によりデジタル値に変換されてデータ処理部１１に入力される。データ処理部１１はこの測光値データを利用して例えば吸光度や透過率を算出するための各種の演算処理を実行する。制御部１２には、測定に関連する各種パラメータの設定や各種測定、処理の指示を行うための操作部１３、及び操作のための補助的情報や測定結果等を表示するための表示部１４が接続され、データ処理部１１や測光部１の動作を制御する。なお、データ処理部１１及び制御部１２は、汎用のパーソナルコンピュータにて所定の制御プログラムを実行させることにより、その機能を実現することができる。
【００１６】
対照側光束ＬＲに対して光検出器８で得られる電気信号をｒ、試料側光束ＬＳに対して光検出器８で得られる電気信号をｓとし、さらに、光束分割部４による光の断続的な遮蔽によって、対照側光束ＬＲに対応したゼロ信号をｚｒ、試料側光束ＬＳに対応したゼロ信号をｚｓとしたとき、対照側光束ＬＲと試料側光束ＬＳの信号比Ｗは、
Ｗ＝（ｓ−ｚｓ）／（ｒ−ｚｒ）
として得られる。なお、実際には光検出器８の出力において各信号ｓ、ｚｓ 、ｒ、ｚｒ は時分割で順次得られるものであるが、その時間差は光源２の光量変動などの要因に比べて無視できる程度であるとみなせる。そのため、一連に得られる上記信号ｓ、ｚｓ 、ｒ、ｚｒ は同一時刻に発生したものとみなして信号比Ｗを計算する。
【００１７】
次に、本実施例による分光光度計における特徴的な制御／処理動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。この制御／処理動作はベースライン関数を求めるためのベースライン補正処理であり、通常、分光光度計を起動させてから所定時間（例えば１〜２時間程度）が経過し、光源２の発光が安定する等、測定が可能な状態となった後にオペレータの指示に基づいて実行されるものである。
【００１８】
オペレータが操作部１３によりベースライン補正処理の実行を指示すると、制御部１２はこの操作を受けて表示部１４の画面上に自動基準ゼロ調整処理を実行するか否かをオペレータに問いかける表示を行う（ステップＳ１）。オペレータはこの表示を見て自動基準ゼロ調整処理の実行の要否を操作部１３から指示する。自動基準ゼロ調整処理の実行が指示された場合には（ステップＳ１でＹｅｓ）、制御部１２はまずベースライン関数の測定を実行する。すなわち、予め設定された所定の波長範囲λ０〜λ１（例えば１９０〜９５０ｎｍ）に亘って波長走査を行うように分光器３を駆動させ、データ処理部１１はその波長走査時に、各波長毎に光検出器８により得られた検出信号を取得し、その検出信号に基づいてベースライン関数と受光エネルギーカーブとを求める。すなわち、検出信号から各波長毎に信号比Ｗを算出することによりベースライン関数を求める。一方、検出信号の中で対照側光束ＬＲに対して光検出器８で得られる電気信号ｒのみを抽出することにより、受光エネルギーカーブを得ることができる（ステップＳ２）。これによって、例えば図２に示すような、波長範囲λ０（１９０ｎｍ）〜λ１（９５０ｎｍ）における受光エネルギーカーブが得られる。
【００１９】
次に、データ処理部１１は、このような受光エネルギーカーブにおいてエネルギーが最大となる波長λmaxを探索する（ステップＳ３）。図２の例ではエネルギーＥmaxを与える波長λmaxが求まる。続いて、この波長λmaxにおいて基準ゼロ調整処理を実行する（ステップＳ４）。すなわち、制御部１２は波長λmaxの単色光が取り出されるように分光器３を設定し、データ処理部１１はその状態で所定の基準ゼロ調整期間内に複数回、光検出器８による検出信号を取得し、それぞれ信号比Ｗを計算する。そして、その複数の信号比Ｗの平均値を計算し、これを基準ゼロ値として定める。上記各信号ｓ、ｚｓ 、ｒ、ｚｒ は例えば光検出器８やその後段の図示しないアンプに混入するノイズ等の影響を受けるが、このように複数回、検出信号を取得してその平均をとることによって、基準ゼロ値を精度良く求めることができる。この基準ゼロ値はデータ処理部１１内のメモリに保存され、以降の吸光度又は透過率の算出の基準として利用される。
【００２０】
一方、上述のように受光エネルギーが最大となる波長λmaxでの基準ゼロ調整を望まない場合には、オペレータは自動基準ゼロ調整を選択しない（ステップＳ１でＮｏ）。このときには、制御部１２は基準ゼロ調整の指定波長の入力を求める表示を表示部１４の画面上に行う。これに応じてオペレータが指定波長λｉを入力すると（ステップＳ５でＹｅｓ）、制御部１２はこの指定波長λｉを取得する（ステップＳ６）。次いで、制御部１２は上記ステップＳ２と同様にベースライン関数の測定を実行する。但し、このときには受光エネルギーカーブを求める必要はなく、ベースライン関数のみを取得する（ステップＳ７）。続いて、先に指示された波長λｉにおいて基準ゼロ調整処理を実行する（ステップＳ８）。波長が異なるものの基準ゼロ調整処理の内容は上記ステップＳ４の処理と同様である。こうして、波長λmaxではなく任意の指定波長λｉにおける基準ゼロ値が求まるから、これがデータ処理部１１内のメモリに保存され、以降の吸光度又は透過率の算出の基準として利用される。
【００２１】
基準ゼロ調整自体をあえて必要としない場合には、オペレータは指定波長を入力することなく所定操作（例えばＯＫボタンをクリックする）を行う（ステップＳ５でＮｏ）。この操作を受けると制御部１２は、上記ステップＳ７と同様にベースライン関数の測定のみを実行する（ステップＳ９）。上記ステップＳ４、Ｓ８又はＳ９の処理が終了したならば、このベースライン補正処理を終了する。
【００２２】
上記のような処理によって、データ処理部１１のメモリには必ずベースライン関数データが保存され、さらに受光エネルギーが最大となる波長λmaxにおける基準ゼロ値データ、又は指定された波長λｉにおける基準ゼロ値データが、場合によって（オペレータの希望に応じて）データ処理部１１のメモリに保存される。したがって、以降の測定に際しては、データ処理部１１はベースライン関数を用いて取得したスペクトルのベースラインを補正し、基準ゼロ値に基づいてこれが０Ａｂｓ又は１００％Ｔとなるように乗算処理を行う。
【００２３】
なお、上記実施例は一例であって、本発明の趣旨に沿った範囲で適宜変形や修正を行うことができるのは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施例によるダブルビーム方式分光光度計の概略構成図。
【図２】受光エネルギーカーブの一例を示す図。
【図３】本実施例による分光光度計における特徴的な制御／処置動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００２５】
１…測光部
２…光源
３…分光器
４…光束分割部
５…試料セル
６…対照セル
７…光束合一部
８…光検出器
ＬＲ…対照側光束
ＬＳ…試料側光束
１０…Ａ／Ｄ変換器
１１…データ処理部
１２…制御部
１３…操作部
１４…表示部
【図１】
2005147811.tif 000003
【図２】
2005147811.tif 000004
【図３】
2005147811.tif 000005